夏季运行的逆变器外壳温度较高,摸上去会感觉烫手。那么逆变器外壳到底是热好还是不热好呢?为什么摸起来感觉这么烫呢?下面我们就结合逆变器散热,对这两个问题进行分析和解答。
逆变器内部元器件都有其额定的工作温度,如果逆变器散热性能不好,随着逆变器的持续运行,元器件产生的热量无法传导至外界,温度就会不断升高,过高的温度会降低元器件的性能和寿命。为了使逆变器内部元器件的工作温度维持在额定温度范围内,保证逆变器的效率和使用寿命,需要使用导热材料将逆变器内部的热量传导出去。
从导热角度来说,逆变器内外温度越均衡,即内部发热元器件、散热器、外壳三者的温度越接近,其导热性就越好。
如果逆变器外冷内热,说明逆变器的散热性能并不出色。这类似于保温瓶和普通水瓶的关系,装有相同温度热水的杯子比保温杯散热更快,杯壁也比保温杯热。这是因为保温杯内外壁之间为真空,没有任何导热介质,所以外壁温度低,内部热量无法散发,起到保温的作用;而普通杯子的杯壁为单层,可以有效传导内部热量。因此,外壁虽然很热,但降温速度却比保温杯快。
逆变器的散热原理类似于单层杯子,需要将逆变器内部元器件产生的热量快速导走,达到快速降低逆变器内部元器件温度的目的,从而提高逆变器的运行和使用寿命。从上文可以看出,良好的散热性能对于逆变器来说非常重要。下面我们就来具体讲解一下逆变器发热和散热的基本原理。

逆变器散热及逆变器散热器
1、电路中,只要有电流通过,有源元器件就会发热。逆变器中主要的发热元器件有:开关管(IGBT、MOSfet)、磁芯元器件(电感、变压器)等。因此,为保证元器件能在额定温度下工作,系统的散热能力非常重要。
2、逆变器在运行过程中不可避免地会产生热量,例如一台5KW的逆变器,系统发热功率一般占逆变器总功率的1.5-2.5%左右,其热损耗约为75-125W,因此系统散热冷却非常重要,对于小型家用系统,业界通常采用自然散热方式。
3、为达到优良的散热性能,可采取以下措施:
①散热面积越大效果越好,例如一台5KW的逆变器发热功率为125W,60度下自然冷却所能承受的最大热流密度为0.05W/cm2,则散热面积至少应在0.25m2左右。为了保持体积不变,增加散热器的表面积,在散热器表面设计了多个翅片,并增加了翅片高度,这样可以增加散热器与空气的接触面积,有利于快速散热。
②外壳—散热器紧密连接,逆变器外壳采用铝合金材质,导热性能好。采用一体式外壳结构,散热器与外壳大面积紧密连接,元器件的热量可以通过散热器直接传导到铝合金外壳上,形成了从设备到散热器,再到外壳,最后到空气的散热路径。另外,元器件的热量可以通过逆变器内部的空气传导到外壳上,再通过外壳散发到外部空气中。又形成了另一条从设备到内部空气,再到外壳,最后到外部空气的散热路径。
采用非整体式壳体,外壳与散热器之间需要两次连接,且接触不紧密,因此只有散热器和中部外壳一小部分参与散热,上部外壳不参与散热,导致整体散热性能明显下降。
采用一体式外壳结构,散热器直接紧密连接在外壳上,让铝合金外壳通过两条路径参与散热,由于参与散热较多,所以逆变器外壳的温度相对较高,这种现象的好处是外壳导热性能好,通过外壳将逆变器内部的热量更快的传导出去,从而降低逆变器内部温度和元器件温度,保证元器件和逆变器的使用寿命更长。
变频器外壳过热、烧手的原因
1、为了更好更快的降低元器件温度,保证元器件更长的使用寿命,采用整体外壳与散热器紧密接触的设计,使外壳成为系统散热的重要部件,散热性能增强,外壳温度较高,属于逆变器运行的正常现象。
2、感觉温度:人体的感觉温度在36℃左右,会有温热感;在45℃左右会有灼热感;在50℃左右长时间接触可能会有灼热感;在60℃长时间接触可能会烫伤。由于逆变器散热的需要和特殊的工作环境(室外阳光直射),安规规定逆变器外壳的温度不能超过70℃。夏季外界环境温度为40℃时,外壳温度一般在55℃~60℃之间。因此,人触摸逆变器外壳时,会感觉很烫。
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